输电导线覆冰振动特性及融冰测试

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 背景 1
1.2 意义 2
**篇 输电导线覆冰增长、脱冰振动数学模型
第2章 覆冰导线冰棱动态覆冰增长数学模型 5
2.1 建立输电导线覆冰冻结能量守恒方程 5
2.1.1 建立冻雨(过冷水滴)冻结热平衡方程 5
2.1.2 求解冰棱覆冰导线冻结系数 7
2.2 建立输电导线覆冰增长质量守恒方程 7
2.2.1 冻雨(过冷水滴)冻结过程中的质量守恒 7
2.2.2 冰棱生长特性分析 9
2.3 建立输电导线冰棱动态增长数学模型 10
2.3.1 冰棱纵向增长数学模型 10
2.3.2 冰棱径向增长数学模型 11
第3章 覆冰导线连续档脱冰振动数学模型及计算方法对比分析 13
3.1 导线脱冰振动达朗贝尔原理及计算方法分析 13
3.1.1 导线脱冰振动达朗贝尔动力学基本方程 13
3.1.2 导线脱冰振动基本方程的自振角频率计算 15
3.1.3 导线脱冰振动基本方程的动力响应计算 16
3.2 基于拉格朗日方程的输电导线脱冰振动数学模型及计算方法分析 17
3.2.1 建立输电导线脱冰振动位移数学模型 17
3.2.2 建立输电导线脱冰振动水平应力数学模型 23
3.2.3 Runge-Kutta计算方法的MATLAB实现 23
第4章 覆冰导线流固耦合横扭振动数学模型及求解方法 26
4.1 覆冰导线气动弹性数学模型的失稳判定 26
4.2 覆冰导线流固耦合横扭振动数学模型的建立及分析 28
4.3 覆冰导线流固耦合横扭振动数学模型降阶变换 30
4.4 覆冰导线横扭振动数学模型的Runge-Kutta耦合迭代求解法 32
第5章 基于实体单元找形分析的模型结构参数矩阵 34
5.1 考虑截面弯矩时覆冰导线实体单元找形分析 34
5.1.1 导线参数及建模 34
5.1.2 找形分析 34
5.2 覆冰导线预应力状态下的模态分析 42
5.3 覆冰单、分裂导线刚度和阻尼矩阵 45
第6章 基于气动仿真数据的多参数激励响应面方程 48
6.1 覆冰单导线静、动态气动力参数仿真对比分析 48
6.1.1流域模型与网格划分 48
6.1.2 脉动风模拟 48
6.1.3 舞动轨迹控制 50
6.1.4 横向振动气动力系数 51
6.1.5 横向振动压力和速度云图 52
6.1.6 横扭耦合气动力系数 54
6.1.7 横扭耦合压力和速度云图 55
6.2 覆冰分裂导线静、动态气动力参数仿真对比分析 57
6.2.1 流域模型与网格划分 57
6.2.2 子导线气动力参数对比分析 57
6.3 覆冰导线风速、冰厚和风攻角三参数动态气动力参数仿真 60
6.4 覆冰导线动态气动力多参数响应面拟合方程 62
6.4.1 建立三因素交互影响下的响应面拟合方程 62
6.4.2 建立三因素独立作用下的响应面拟合方程 63
第7章 覆冰导线流固耦合横扭振动动力响应及轨迹重构 67
7.1 覆冰单、分裂导线流固耦合横扭振动动力响应数学模型的求解 67
7.2 覆冰导线流固耦合横扭振动动力响应轨迹重构 69
第8章 融冰体系结构分析及脱冰振动数学模型 72
8.1 融冰体系基本结构及脱冰振动分析模型 72
8.1.1 融冰体系基本结构组成 72
8.1.2 融冰体系脱冰振动分析模型 73
8.2 基于拉格朗日方程的融冰体系脱冰振动数学模型构建方法 74
8.3 建立融冰体系短接导线脱冰振动数学模型 76
8.3.1 建立短接导线脱冰振动位移数学模型 76
8.3.2 建立短接导线脱冰振动应力数学模型 81
8.4 建立悬臂组合机构脱冰振动数学模型 81
8.4.1 建立悬臂组合机构脱冰振动位移数学模型 81
8.4.2 建立悬臂组合机构脱冰振动应力数学模型 85
第9章 融冰体系脱冰振动数学模型求解及比较 86
9.1 融冰体系脱冰振动数学模型计算求解 86
9.1.1 改进欧拉法求解融冰体系脱冰振动数学模型 86
9.1.2 融冰体系脱冰振动数学模型求解初始条件分析 88
9.1.3 融冰体系脱冰振动数学模型计算算例 88
9.2 融冰体系脱冰振动数学模型比较分析 89
9.2.1 建立融冰体系脱冰振动仿真模型 90
9.2.2 确定融冰体系脱冰振动仿真计算参数 91
9.2.3 融冰体系脱冰振动仿真分析 92
9.2.4 融冰体系脱冰振动数学模型计算与仿真分析结果对比 93
第二篇 输电导线覆冰增长、脱冰振动特性仿真
第10章 多冰棱覆冰导线气动力特性仿真 97
10.1 建立多冰棱覆冰输电导线仿真模型 97
10.1.1 建立覆冰导线仿真模型 97
10.1.2 网格划分及边界条件设定 98
10.2 不同影响因素下多冰棱覆冰导线气动力特性 100
10.2.1 多冰棱覆冰导线气动力特性 100
10.2.2 冰棱长度变化下多冰棱覆冰导线气动力特性 103
10.2.3 覆冰厚度变化下多冰棱覆冰导线气动力特性 106
10.2.4 冰棱间距变化下多冰棱覆冰导线气动力特性 107
第11章 多分裂冰棱覆冰导线气动力特性仿真 109
11.1 建立多分裂冰棱覆冰输电导线仿真模型 109
11.1.1 建立覆冰导线仿真模型 109
11.1.2 网格划分及边界条件设定 110
11.2 二分裂冰棱覆冰导线气动力特性研究 112
11.2.1 风攻角变化下二分裂冰棱覆冰导线气动力特性 115
11.2.2 分裂间距变化下二分裂冰棱覆冰导线气动力特性 116
11.3 四分裂冰棱覆冰导线气动力特性研究 117
11.3.1 风攻角变化下四分裂冰棱覆冰导线气动力特性 118
11.3.2 风速变化下四分裂冰棱覆冰导线气动力特性 121
第12章 输电导线脱冰振动特性仿真分析 122
12.1 建立输电导线脱冰振动仿真模型 122
12.1.1 建立输电杆塔仿真模型 122
12.1.2 建立输电导线仿真模型 122
12.2 输电导线仿真模型模态分析和瞬态动力学分析 123
12.2.1 模态分析求解输电导线仿真模型的自振频率 123
12.2.2 基于输电导线自振频率的瞬态动力学分析 125
12.3 输电导线脱冰振动特性仿真计算结果 127
12.4 输电导线脱冰振动数学模型振动特性计算 128
12.4.1 初始条件计算 128
12.4.2 数学模型振动特性计算结果 131
第13章 融冰体系脱冰振动特性仿真分析 133
13.1 短接导线脱冰振动特性分析 133
13.1.1 不同脱冰工况下短接导线脱冰振动特性分析 133
13.1.2 不同阻尼比下短接导线脱冰振动特性分析 135
13.1.3 不同挂点下短接导线脱冰振动特性分析 136
13.2 悬臂组合机构脱冰振动特性分析 138
13.2.1 不同脱冰工况下悬臂组合机构脱冰振动特性分析 138
13.2.2 不同阻尼比下悬臂组合机构脱冰振动特性分析 140
13.2.3 不同属性参数下悬臂组合机构脱冰振动特性分析 141
第三篇 输电导线覆冰增长、脱冰振动试验
第14章 输电导线脱冰振动位移试验测试及验证分析 147
14.1 输电导线脱冰振动位移试验测试分析 147
14.1.1 输电导线脱冰振动位移试验测试方法 147
14.1.2 输电导线脱冰振动位移试验测试结果 150
14.2 输电导线脱冰振动数学模型与试验测试结果验证分析 152
第15章 覆冰导线流固耦合横扭振动试验及多重检视系统 154
15.1 覆冰导线流固耦合横扭振动质点监测试验方案设计 154
15.2 在线监测数据统计分析及覆冰导线振动轨迹拟合 156
15.3 覆冰导线动力响应数值解与试验数据对比分析 159
15.4 覆冰导线流固耦合横扭振动多重检视系统研发 161
第16章 融冰体系脱冰振动试验测试 164
16.1 融冰体系脱冰振动试验 164
16.1.1 基于在线监测技术的融冰体系脱冰振动试验方案 164
16.1.2 融冰体系线路温度与临界融冰电流的脱冰振动试验测试 166
16.2 数学模型计算与试验测试结果对比分析 168
参考文献 170
附录 171